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電子信息工程畢業(yè)論文基于stm32無(wú)線數(shù)據(jù)基站的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)(留存版)

  

【正文】 率設(shè)置。DIV_Mantissa= 468=0X1D4。當(dāng)向該寄存器寫(xiě)數(shù)據(jù)的時(shí)候,串口就會(huì)自動(dòng)發(fā)送,當(dāng)收到收據(jù)的時(shí)候,也是存在該寄存器內(nèi)。在應(yīng)用過(guò)程中,DM9161AEP常出現(xiàn)的錯(cuò)誤是,晶振的連接,以及網(wǎng)絡(luò)變壓器的匹配,所以應(yīng)該慎重選擇。10BTSER僅支持10M模式(上電輸入),0 = GPSI (7Wired) mode in 10M mode,1 = MII mode in 10M mode35腳CRS/PHYAD[4]:三態(tài)輸出,上電輸入,拉低,載波感應(yīng)檢測(cè)或者PHYAD[4],在10 BASET或者100BASETX的半雙工模式下,高電平表示載波的存在是因?yàn)榻邮栈蛘邆鬏斢行Вㄕ谶M(jìn)行中)在repeater或者全雙工模式下,這個(gè)信號(hào)置高顯示載波的存在僅僅因?yàn)榻邮沼行Т四_作為PHYAD[4](上電輸入)PHY地址感應(yīng)輸入腳。TXER(傳輸碼錯(cuò)誤)與TXCLK同步,如果TXER在一個(gè)或多個(gè)時(shí)鐘中置位,同時(shí)TXEN置位,PHY將發(fā)出一個(gè)或更多的信號(hào)在正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)幀中。ulP協(xié)議棧:ulP不同于LinuxTCP/IP協(xié)議棧及pc/lP協(xié)議棧的一點(diǎn)是它的操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)性,可以在沒(méi)有操作系統(tǒng)的情況下運(yùn)行,也可以移植到各種操作系統(tǒng)中缺點(diǎn)是移植過(guò)程復(fù)雜,應(yīng)用程序接口也較復(fù)雜,而功能卻比較簡(jiǎn)單,甚至不支持BSD套接字在專變采集終端中,對(duì)網(wǎng)絡(luò)性能的要求較高,所以也不適合采用ulP協(xié)議棧LwIP(LightweightTeP/xP,輕量級(jí)TCP/xp)協(xié)議棧:與uIP協(xié)議棧一樣,LwIP也具有操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)性跟可移植性但與uIP協(xié)議棧相比,LwIP移植過(guò)程簡(jiǎn)單,應(yīng)用層接口方式多種多樣,且支持BSD套接字同時(shí),它還有體積小,內(nèi)存小的特點(diǎn)雖然它也只能部分地實(shí)現(xiàn)TCP/IP議棧,但能滿足本文中專變采集終端以太網(wǎng)通信的全部要求由以上比較可知,針對(duì)微處理器STM32F107,采用LwIP協(xié)議棧是比較合適的。然后開(kāi)始向LwIP注冊(cè)鏈路層發(fā)送函數(shù),創(chuàng)建接受線程。 USART_ITConfig(USART2, USART_IT_RXNE, ENABLE)。 } RS232通訊子程序RS232子程序完成了串口最基本的設(shè)置,就是波特率的設(shè)置。 7 結(jié)論6個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了,我深刻感受到專業(yè)知識(shí)的缺乏,同時(shí),在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我也感受到自身知識(shí)的進(jìn)步,特別是在單片機(jī)控制系統(tǒng)方面。在為期兩個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,我較為系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了以前學(xué)的知識(shí),也根據(jù)課題需求學(xué)習(xí)了許多新知識(shí),使我的知識(shí)結(jié)構(gòu)更加系統(tǒng)化,也更加完善。 致謝在這幾個(gè)月的時(shí)間里,從對(duì)課題的理解,方案的設(shè)計(jì),到電路的制作,再到論文的寫(xiě)作,中間有著自己的努力,更有著老師和同學(xué)的關(guān)心和巨大的幫助。 tcp_tmr()。 RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA| RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_GPIOC |RCC_APB2Periph_GPIOD | RCC_APB2Periph_GPIOE | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE)。 LwIP_Init()。,網(wǎng)絡(luò)模塊的初始化函數(shù)的流程是首先是LwIP協(xié)議棧的初始化,再進(jìn)行數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)送接收線程的創(chuàng)建,之后進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備的初始化。 嵌入式TCP/IP協(xié)議棧要在嵌入式系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)上述TCP八P協(xié)議,主要有兩種方案:一種是硬件實(shí)現(xiàn),將TCP/IP協(xié)議棧固化在芯片中,對(duì)外提供協(xié)議棧的編程接口,如博控自動(dòng)化公司的TCP/IP協(xié)議棧芯片WS100使用時(shí)將芯片連接到微處理器CPU上,在應(yīng)用程序中直接調(diào)用協(xié)議棧的API(卻licationInterface,應(yīng)用程序接口)函數(shù),這種方案的優(yōu)點(diǎn)是應(yīng)用簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴。10 腳 PWRDWN:輸入腳,掉電控制,高電平強(qiáng)制芯片到掉電模式,在掉電模式下大部分芯片的模塊被關(guān)電,僅MII管理接口(MDC, MDIO)可利用(PHY對(duì)管理傳輸有用,在MII上不會(huì)產(chǎn)生假信號(hào)),要想離開(kāi)掉電模式必須用軟件或者硬件復(fù)位讓PWRDWN腳為低。32腳 MDINTR:輸入/輸出,上電輸入,拉低,狀態(tài)中斷輸出腳,當(dāng)有一個(gè)狀態(tài)改變(包括link, speed, duplex depend on interrupt register [21])即由狀態(tài)改變同時(shí)中斷也設(shè)置了,才會(huì)輸出。有如下特點(diǎn) LQFP封裝 :, ?。ㄍ扑]使用MII) (AUTOmix) %的廠家的MCU完全兼容,是ATMEL推薦使用的單口PHY。串口的狀態(tài)可以通過(guò)狀態(tài)寄存器USART_SR讀取。BIT 11: WAKE 喚醒功能BIT 10: 校檢使能位,當(dāng)激活奇偶校驗(yàn)功能時(shí),置位該位將自動(dòng)往要傳輸數(shù)據(jù)的高位字節(jié)處插入就校驗(yàn)位。而我們更關(guān)心的是如何從USARTDIV的值得到USART_BRR的值,因?yàn)橐话阄覀冎赖氖遣ㄌ芈?,和PCLKx的時(shí)鐘,要求的就是USART_BRR的值。APB2ENR寄存器在之前已經(jīng)介紹過(guò)了,這里不再介紹。而MDIO是數(shù)據(jù)輸入和輸出數(shù)據(jù)是要用MDC時(shí)鐘信號(hào)來(lái)同步傳輸狀態(tài)信號(hào)給物理設(shè)備,或者從物理設(shè)備那得到狀態(tài)信號(hào)。9. 內(nèi)部FIFO用于緩存?zhèn)鬏敽徒邮諑O到y(tǒng)運(yùn)行后進(jìn)入主程序,首先對(duì)系統(tǒng)硬件進(jìn)行初始化,而后再對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化,然后檢查網(wǎng)絡(luò)連接是否正常,連接正常則進(jìn)行周期運(yùn)行顯示,不正常則重新進(jìn)行連接。RTL8019AS是由臺(tái)灣Realtek公司生產(chǎn)的100pin PQFP 封裝10Mbps以太網(wǎng)控制器,符和Ethernet ,其應(yīng)用成熟廣泛,但是由于RTL8019AS沒(méi)有集成內(nèi)部硬件協(xié)議,此方案需要在主控制器內(nèi)部編寫(xiě)以太網(wǎng)通訊協(xié)議、程序繁瑣、耗費(fèi)時(shí)間,不利于系統(tǒng)的快速開(kāi)發(fā)和穩(wěn)定運(yùn)行。 研發(fā)方向和技術(shù)關(guān)鍵(1)合理設(shè)計(jì)硬件電路,使各模塊功能協(xié)調(diào);(2)STM32對(duì)DM9161的控制;(3)STM32對(duì)串口模塊的控制;(4)STM32對(duì)TCP/IP協(xié)議棧的開(kāi)發(fā); 主要技術(shù)指標(biāo)(1)合理設(shè)計(jì)硬件電路,使各模塊功能協(xié)調(diào)(2)STM32可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的處理和傳輸。今天面對(duì)的是嵌入式系統(tǒng)工業(yè)化的潮流,如果不能認(rèn)識(shí)到嵌入式軟件必須以工業(yè)化的方式生產(chǎn)開(kāi)發(fā),不理解在短時(shí)間內(nèi)裝配集成“數(shù)百人/年”的嵌入式產(chǎn)品,那么將失去更多的上游產(chǎn)品的市場(chǎng)機(jī)遇。網(wǎng)絡(luò)層是第二層,也是整個(gè)TCP/IP協(xié)議棧的核心,其功能是把分組發(fā)往目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)或主機(jī),源主機(jī)與目的主機(jī)可以在同一個(gè)網(wǎng)上,也可以在不同的網(wǎng)上。校園環(huán)境等,可以讓師生在任何環(huán)境,可以在廣場(chǎng)、在草坪、在體育場(chǎng)地等任意位置連接上Internet。本設(shè)計(jì)通過(guò)STM32F107控制無(wú)線收發(fā)模塊從無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接收數(shù)據(jù),進(jìn)行相關(guān)處理后通過(guò)以太網(wǎng)把數(shù)據(jù)發(fā)送至應(yīng)用服務(wù)器。 2 概述 課題研究的背景近幾年來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展,計(jì)算機(jī)科技的快速發(fā)展,特別是互聯(lián)網(wǎng)的快速普及,互聯(lián)網(wǎng)在人類活動(dòng)中也越來(lái)越緊密聯(lián)系,尤其是對(duì)于工業(yè)控制和信息電器領(lǐng)域中同樣有著越來(lái)越重要的應(yīng)用。TCP是一種可靠的面向連接的協(xié)議,允許將源主機(jī)的字節(jié)數(shù)據(jù)流無(wú)差別的傳送到目的主機(jī)。國(guó)內(nèi)外有大量嵌入式應(yīng)用軟件已廣泛用于各類嵌入式系統(tǒng)中。 服務(wù)器無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信號(hào)DM9161網(wǎng)絡(luò)控制STM32F107處理 整體模塊圖 控制部分方案在本次設(shè)計(jì)中,單片機(jī)是系統(tǒng)的控制核心,所以單片機(jī)的性能關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的好壞。是目前常見(jiàn)的一款物理層收發(fā)器,由于全球的MCU集成度不斷提高,由MAC+PHY+MII的衍生到現(xiàn)在的PHY,在以太網(wǎng)部分的成本,逐漸降低。另外在網(wǎng)絡(luò)通信功能上,具有一個(gè)RJ45網(wǎng)絡(luò)接口,支持10M/100M自適應(yīng)網(wǎng)絡(luò),還有一個(gè)Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊接口,一個(gè)WiFi WLAN無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)通訊接口。以太網(wǎng)的外設(shè)由MAC和一個(gè)專用的DMA控制器,支持默認(rèn)的MII和RMII通過(guò)一個(gè)選擇位來(lái)設(shè)置默認(rèn)的MII接口或者精簡(jiǎn)MII接口。 SMI寫(xiě)操作 SMI的讀操作用戶設(shè)置以太網(wǎng)MAC中MII的地址寄存器中的MII Busy bit時(shí),MII Write bit 為零,SMI就通過(guò)傳輸PHY地址和PHY中的寄存器的地址,然后在PHY寄存器中就啟動(dòng)一個(gè)讀操作。串口1的復(fù)位是通過(guò)配置APB2RSTR寄存器的第14位來(lái)實(shí)現(xiàn)的。每個(gè)串口都有一個(gè)自己獨(dú)立的波特率寄存器USART_BRR,通過(guò)設(shè)置該寄存器達(dá)到配置不同波特率的目的。這樣,我們就得到了USART1BRR的值為0X1D4C。該寄存器的各位描述如下:DM9161引腳圖如下所示: DM9161引腳圖 DM9161引腳說(shuō)明16腳 TXER/TXD [4]:輸入腳,傳輸錯(cuò)誤或者是第五個(gè)TXD數(shù)據(jù)位,在100兆模式下,此腳為高,同時(shí)TXEN為高,暫停信號(hào)代替實(shí)際的數(shù)據(jù)。36腳COL/RMII:三態(tài)輸出,上電輸入,拉低,沖突檢測(cè),在10M或者100M的半雙工模式,高電平顯示沖突狀態(tài),在全雙工模式,此腳一直為低。RXD,4位數(shù)據(jù)被采樣與RXCLK同步,每一個(gè)RXCLK,RXDV被置位,RXD (3:0)被傳輸從PHY到物理層。 LwIP設(shè)計(jì)LwIP是瑞士計(jì)算機(jī)科學(xué)院的AdamDunkelS等人開(kāi)發(fā)的一套TCP八P協(xié)議棧,它主要關(guān)注的是怎么樣減少內(nèi)存的使用和代碼的大小,這樣就可以讓lwIP適用于資源有限的嵌入式系統(tǒng)LwIP是一種可以在前后臺(tái)系統(tǒng)(無(wú)操作系統(tǒng))中運(yùn)行的協(xié)議棧同時(shí),依賴它提供的操作系統(tǒng)模擬層,也可以容易地將其移植到各種操作系統(tǒng)中另外,這個(gè)協(xié)議棧是開(kāi)放源碼的,對(duì)于TCP/IP協(xié)議棧的研究很有幫助。而網(wǎng)卡初始化過(guò)程中需要進(jìn)行幾個(gè)步驟:關(guān)閉FEC模塊關(guān)閉中斷注冊(cè)中斷向量和中斷處理函數(shù)開(kāi)啟中斷設(shè)置MAC地址和Flash寄存器設(shè)置發(fā)送控制寄存器和接收控制寄存器初始化發(fā)送函數(shù)和接收函數(shù)開(kāi)啟FEC模塊在硬件模塊完成了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的構(gòu)建,這時(shí),需要一方面從MAC中提取數(shù)據(jù)部分,然后傳送給LwIP協(xié)議棧線程進(jìn)行處理,一方面要把上層中的IP數(shù)據(jù)包傳送給硬件模塊,通過(guò)硬件模塊把數(shù)據(jù)封裝成MAC幀發(fā)送到物理網(wǎng)絡(luò)上。 while (1) { System_Periodic_Handle()。其中包括對(duì)端口的使能復(fù)位和控制,具體代碼如下所示: = 115200。LwIP是TCP/IP協(xié)議棧的一種實(shí)現(xiàn),LwIP的主要目的是減少內(nèi)存使用率和代碼尺寸,使得LwIP適用于資源有限的處理器,如嵌入式系統(tǒng)。同時(shí),也提高了我獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)給我提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),我相信對(duì)我將來(lái)的生活、工作都會(huì)有很大的幫助。 具體代碼如下所示:if ((localtime TCPTimer) = TCP_TMR_INTERVAL) { TCPTimer = localtime。 RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_ETH_MAC| RCC_AHBPeriph_ETH_MAC_Tx |RCC_AHBPeriph_ETH_MAC_Rx, ENABLE)。 T
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